가돌리늄

란타넘족에 속하는 희토류 원소. 어원은 희토류 원소를 다수 발견한 희토류 연구가 요한 가돌린이다. 자성이 강하고, 중성자를 포획하는 힘이 크며, 전기의 양도체이다. 공기 중에서 표면이 쉽게 산화되어 옅은 노란색을 띈다.
스칸듐, 프로메튬과 더불어 희토류 중에서 세륨족과 이트륨족 그 어디에도 속하지 않는 단 셋뿐인 금속.
가돌리늄은 공업적으로 대량으로 쓰진 않지만 소량으로 쓰인다. 가격은 그렇게 비싼 편은 아니다.
열중성자를 잘 포획하므로 원자로 등에서 핵반응을 제어하는 중성자 흡수재로 쓰이고 또 자기에 민감하게 반응하므로 불용성의 가돌리늄화합물은 MRI 촬영시 조영제 등에 이용된다. 극초단파의 여파기에도 쓰이고 컬러 CRT나 X선 촬영기의 녹색발광체로도 쓰인다.
가돌리늄의 퀴리점[1]은 실온과 비슷한데(19℃), 이는 자기냉동에 이용할 수 있는 가능성을 보이고 있다. 이전에는 냉장고 등의 냉매에는 프레온이 이용되고 있었으나 오존층을 파괴하는 온실효과 가스를 배출한다는 것 때문에 현재에는 사용이 금지되어 있다. 그래서 대안으로 나온 것이 자기냉동인데, 자기냉동 원리는 1920년대에 처음 밝혀졌다.
자기냉동이란 자기장을 걸어주면 열을 발산하고 자기장에서 벗어나면 반대로 온도가 내려가는 현상을 이용한 냉동방법인데, 당시 초전도자석으로 강한 자기장을 걸어 냉각효과를 얻는 장치가 개발됐지만 초전도자석이 -263℃의 극저온에서 작동하기 때문에 활용도가 낮았다. 그동안은 주로 극저온에서 더욱 낮은 온도를 얻기위해 자기냉동효과를 이용하였다.
이에 에임즈 연구소는 1996년 가돌리늄 합금이 상온에서 자기냉동효과를 보인다는 것을 밝혀내 이 문제를 해결했다. 전술한 바와 같이 가돌리늄 합금은 상온(20도)에서 자성을 잃기 때문에 자기냉동 합금으로 이용할만한 가치가 충분하다. 가돌리늄 합금이 채워진 바퀴는 영구자석사이를 회전하면서 자기냉동 효과로 냉각수를 냉각시킨다. 이렇게 가돌리늄을 이용한 냉동 시스템은 환경 친화적으로 평가되고 있어 차세대의 냉동 시스템으로서 연구가 계속되고 있다.
최근 가돌리늄은 암치료의 신기술에 적용되고 있다. 일본의 카타오카 교수 등등 이 가돌리늄 착이온을 넣은 나노로봇을 개발하였으며, 이 입자가 암세포에 도달한 후, 열중성자선을 쐬여주면 암이 낫는다! 정상혈관보다 암세포의 혈관구멍이 더 커서 선택적으로 지질수 있다 한다. 나노로봇의 코팅은 뼈를 일부 녹여 나노로봇이 뼈로도 침투한다는듯. 임상실험중이다.
가나다순으로 원소를 나열했을때 제일 먼저 오는 원소다. 가장 뒤에 오는 원소는 황.

[1] 물질이 강자성체(ferromagnetic) 에서 상자성체(paramagnetic)로 바뀌는 온도이다. 쉽게 말하면 이 온도 아래서는 자석에 붙고, 이 온도 위에서는 자석에 붙지 않게 된다는 뜻이다.